用于定义带有模板参数的模板结构的宏答案

【问题标题】：Macro for defining a template struct with template parameters exposed用于定义带有模板参数的模板结构的宏
【发布时间】：2015-12-28 09:09:26
【问题描述】：

是否可以创建一个宏来减少模板结构定义的样板，这些模板结构仅公开其所有模板参数？

template <
    typename TPar1,
    int TPar2,
    ...
    bool TParN
>
struct MyStruct {
    using Par1 = TPar1;
    static int const Par2 = TPar2;
    ...
    static bool const ParN = TParN;
};

注意模板参数类型的不规则映射（typename->using、TYPE->static TYPE const）。我也会对无法自动映射这些类型的解决方案感到满意，但例如只支持 typename 或需要提示它是 typename 还是 type。

【问题讨论】：

给出“不规则映射”，很难想象一个宏来做到这一点。创建一个基于输入列表输出模板定义并在构建脚本中有条件地运行它的实用程序并不难。我可以接受偶尔需要创建这样的“样板”模板，但实际上，您预计多久会这样做一次？
@Peter 我认真地在我的代码中执行此操作（请参阅github.com/ambrop72/aprinter/blob/master/aprinter/printer/…）。是的，这是一种非常不寻常的编码风格。感谢您的考虑，但我真的在寻找解决此问题的具体方法。
看看那个样本，你似乎已经把几乎所有你能做的都变成了模板参数。看着它们，我真的怀疑它们是否需要像它们一样通用。例如，在实例化PrinterMainParams 模板时，您为TLedBlinkInterval 和TInactiveTime 使用了多少不同的类型？两者（大概）都有时间单位。
@Peter，这些模板参数实际上包含了与运行时配置系统相关的信息，这些信息是在编译时处理的。我知道它不必那么“复杂”，整个事情只是一个实验，你可以将模板元编程推到多远。请注意，任何对我正在做的事情的进一步质疑都不会真正有成效。
我了解您使用参数的目的，Ambroz。我提出的问题是我在提交像您这样的代码时在专业代码审查中看到的问题。我不认为这样的问题会适得其反——事实上，无法解释这些事情通常表明生产环境中存在更深层次的问题。

标签： c++ templates macros

【解决方案1】：

我找到了解决办法。一些功劳归功于this answer，因为它计算出了传递的参数数量。

#define  GET_1(p1, ...) p1
#define  GET_2(p1, p2, ...) p2
#define  GET_3(p1, p2, p3, ...) p3
#define  GET_4(p1, p2, p3, p4, ...) p4
#define  GET_5(p1, p2, p3, p4, p5, ...) p5
#define  GET_6(p1, p2, p3, p4, p5, p6, ...) p6
#define  GET_7(p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, ...) p7
#define  GET_8(p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, ...) p8
#define  GET_9(p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, p9, ...) p9
#define GET_10(p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, p9, p10, ...) p10
#define GET_11(p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, p9, p10, p11, ...) p11
#define GET_12(p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, p9, p10, p11, p12, ...) p12

#define  MAP_1(f, del, pars)                                 f( GET_1 pars)
#define  MAP_2(f, del, pars)  MAP_1(f, del, pars) del(dummy) f( GET_2 pars)
#define  MAP_3(f, del, pars)  MAP_2(f, del, pars) del(dummy) f( GET_3 pars)
#define  MAP_4(f, del, pars)  MAP_3(f, del, pars) del(dummy) f( GET_4 pars)
#define  MAP_5(f, del, pars)  MAP_4(f, del, pars) del(dummy) f( GET_5 pars)
#define  MAP_6(f, del, pars)  MAP_5(f, del, pars) del(dummy) f( GET_6 pars)
#define  MAP_7(f, del, pars)  MAP_6(f, del, pars) del(dummy) f( GET_7 pars)
#define  MAP_8(f, del, pars)  MAP_7(f, del, pars) del(dummy) f( GET_8 pars)
#define  MAP_9(f, del, pars)  MAP_8(f, del, pars) del(dummy) f( GET_9 pars)
#define MAP_10(f, del, pars)  MAP_9(f, del, pars) del(dummy) f(GET_10 pars)
#define MAP_11(f, del, pars) MAP_10(f, del, pars) del(dummy) f(GET_11 pars)
#define MAP_12(f, del, pars) MAP_11(f, del, pars) del(dummy) f(GET_12 pars)

#define CONCAT_HELPER(x, y) x##y
#define CONCAT(x, y) CONCAT_HELPER(x, y)

#define MAP(f, del, pars) CONCAT(MAP_, NUM_TUPLE_ARGS(pars))(f, del, pars)

#define NUM_MACRO_ARGS(...) NUM_MACRO_ARGS_HELPER1(__VA_ARGS__, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0)
#define NUM_MACRO_ARGS_HELPER1(...) NUM_MACRO_ARGS_HELPER2(__VA_ARGS__)
#define NUM_MACRO_ARGS_HELPER2(_1, _2, _3, _4, _5, _6, _7, _8, _9, _10, _11, _12, N, ...) N

#define NUM_TUPLE_ARGS(tuple) NUM_MACRO_ARGS tuple

#define GET_ARG_PAR_NAME(par_type, decl_type, name) T##name

#define MAKE_TEMPLATE_PART_VA(...) GET_1(__VA_ARGS__) GET_ARG_PAR_NAME(__VA_ARGS__)
#define MAKE_TEMPLATE_PART(param_def) MAKE_TEMPLATE_PART_VA param_def

#define MAKE_STRUCT_PART_VA(...) GET_2(__VA_ARGS__) GET_3(__VA_ARGS__) = GET_ARG_PAR_NAME(__VA_ARGS__);
#define MAKE_STRUCT_PART(param_def) MAKE_STRUCT_PART_VA param_def

#define TYPE_ARG(name) (typename, using, name)
#define VALUE_ARG(type, name) (type, static type const, name)

#define DELIMITER_TEMPLATE_PART(dummy) ,
#define DELIMITER_STRUCT_PART(dummy)

#define DEFINE_ALIAS_STRUCT(name, pars) template < MAP(MAKE_TEMPLATE_PART, DELIMITER_TEMPLATE_PART, pars) > struct name { MAP(MAKE_STRUCT_PART, DELIMITER_STRUCT_PART, pars) };

DEFINE_ALIAS_STRUCT(MyStruct3, (
    TYPE_ARG(Par1),
    VALUE_ARG(bool, Par2),
    TYPE_ARG(Par3),
    TYPE_ARG(Par4),
    TYPE_ARG(Par5),
    TYPE_ARG(Par6),
    TYPE_ARG(Par7),
    TYPE_ARG(Par8),
    TYPE_ARG(Par9)
))

这个例子扩展为：

template <
    typename TPar1,
    bool TPar2,
    typename TPar3,
    typename TPar4,
    typename TPar5,
    typename TPar6,
    typename TPar7,
    typename TPar8,
    typename TPar9
>
struct MyStruct3 {
    using Par1 = TPar1;
    static bool const Par2 = TPar2;
    using Par3 = TPar3;
    using Par4 = TPar4;
    using Par5 = TPar5;
    using Par6 = TPar6;
    using Par7 = TPar7;
    using Par8 = TPar8;
    using Par9 = TPar9;
};

【讨论】：